Question

5．如圖所示是某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的趣味實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中A、D均為碳棒，B鋁棒，C為鐵棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸處理．B在實(shí)驗(yàn)時(shí)才插入溶液中．
（1）從裝置的特點(diǎn)判斷，甲、乙裝置中甲是原電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)開始后，（乙）裝置中有關(guān)電極反應(yīng)是：C：Fe-2e^-=Fe²⁺
D：2H⁺+2e^-=H₂↑，D電極上的現(xiàn)象是有無色氣體產(chǎn)生，一段時(shí)間后溶液中的現(xiàn)象是有白色沉淀生成；
（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩裝置電極的連接方式，A接D、B接C，此時(shí)D極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑，乙裝置里除兩電極上有明顯的現(xiàn)象外，還可以看到的現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)方程式是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）甲為原電池，乙為電解質(zhì)，甲中A為正極，B為負(fù)極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）C為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，D為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩電極的連接方式，A接D、B接C，則D為陽極，C為陰極，陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，氧氣可與氫氧化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵．

解答 解：A、D均為碳棒，B為鋁棒，C為鐵棒，
（1）甲為原電池，乙為電解質(zhì)，甲中A為正極，B為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：甲；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）C為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Fe-2e^-=Fe²⁺，D為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，則可生成氫氧化亞鐵白色沉淀，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑；有無色氣體產(chǎn)生；有白色沉淀生成；
（3）在實(shí)驗(yàn)（2）的基礎(chǔ)上，改變兩電極的連接方式，A接D、B接C，則D為陽極，C為陰極，陽極生成氧氣，電極方程式為4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑，陰極生成氫氣，氧氣可與氫氧化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成紅褐色氫氧化鐵，可觀察到白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂0+O₂↑；白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評 本題綜合考查原電池和電解池知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和電化學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用的考查，為高考常見題型，注意把握電極方程式的書寫，難度不大．